植物成熟与衰老生理

关于植物成熟与衰老生理第一页，共六十六页，2022年，8月28日受精卵受精极核珠被子房壁胚乳胚种皮果皮种子果实种被第二页，共六十六页，2022年，8月28日植物的可食部分？第三页，共六十六页，2022年，8月28日真正的种子类似种子的果实第四页，共六十六页，2022年，8月28日种皮第五页，共六十六页，2022年，8月28日中果皮第六页，共六十六页，2022年，8月28日主要是花托第七页，共六十六页，2022年，8月28日第十章植物的成熟和衰老生理第一节种子和果实的成熟第二节种子和延存器官的休眠第三节衰老第四节植物器官的脱落第八页，共六十六页，2022年，8月28日第一节种子和果实的成熟一、种子成熟时的生理、生化变化二、果实成熟时的生理、生化变化第九页，共六十六页，2022年，8月28日一、种子成熟时的生理、生化变化

种子的成熟过程，实质上就是胚从小长大，以及营养物质在种子中变化和积累的过程。（1）主要有机物的变化（2）其他生理变化（3）外界条件对种子成熟和化学成分的影响第十页，共六十六页，2022年，8月28日（1）主要有机物的变化（糖类、蛋白质、脂肪）糖类的变化—淀粉含量增加

淀粉种子（禾谷类种子）成熟过程中，可溶性糖含量逐渐降低，淀粉的积累迅速增加。第十一页，共六十六页，2022年，8月28日第十二页，共六十六页，2022年，8月28日蛋白质含量增加

非蛋白N含量不断下降，蛋白N含量不断上升。说明蛋白N是由非蛋白N转化而来。脂肪的变化

油料种子成熟过程中，糖类不断下降，脂肪含量不断上升，说明脂肪由糖类转化而来。第十三页，共六十六页，2022年，8月28日第十四页，共六十六页，2022年，8月28日油脂形成的特点：（1）先形成大量游离脂肪酸，随种子的成熟逐渐合成复杂的油脂。（2）种子成熟时，先形成饱和脂肪酸，再形成不饱和脂肪酸。

故芝麻、花生等油料种子随成熟度酸值下降，而碘值增高。

第十五页，共六十六页，2022年，8月28日（2）其他生理变化在种子成熟过程中：

呼吸：有机物累积迅速时，呼吸作用也旺盛；种子接近成熟时，呼吸作用逐渐降低。激素：玉米素，赤霉素，生长素，脱落酸。水分：随着种子的成熟而逐渐减少。植酸：非丁（肌醇六磷酸钙镁盐）的合成第十六页，共六十六页，2022年，8月28日

ZTGAIAA第十七页，共六十六页，2022年，8月28日（3）外界条件对种子成熟和化学成分的影响光照

光照强度影响种子内有机物的积累、蛋白质含量和含油率。温度

温度高，呼吸消耗大，温度低，不利于物质运输与转化。温度适宜利于物质的积累，促进成熟。温度还影响种子的化学成分：第十八页，共六十六页，2022年，8月28日

适当的低温有利于油脂的积累；昼夜温差大有利于不饱和脂肪酸的形成。

不同地区大豆的品质不同地区品种Pr质量分数/%油脂质量分数/%北方春大豆39.920.8黄淮海流域夏大豆41.718.0长江流域春夏42.516.7

秋大豆

北方油料种子油脂品质较南方好。第十九页，共六十六页，2022年，8月28日空气相对湿度

高，延迟种子成熟；低，加速成熟；大气干旱，阻碍物质运输，合成E活性降低，水解E活性增高，干物质积累减少。土壤含水量

“风旱不实现象”：干燥与热风使种子灌浆不足第二十页，共六十六页，2022年，8月28日风旱不实的种子中蛋白质的相对含量较高

可溶性糖来不及转化为淀粉，与糊精胶结在一起，形成玻璃状籽粒，而蛋白质的积累受阻较小。北方小麦种子蛋白质含量较南方高（面筋多，韧性强，口感好）。矿质元素

N肥提高蛋白质含量，N过多，脂肪含量下降。P、K肥增加淀粉含量。第二十一页，共六十六页，2022年，8月28日

二、果实成熟时的生理、生化变化1、果实的生长（1）生长曲线S形曲线：肉质果实双S形曲线：一些核果（2）单性结实定义：不经受精作用而形成不含种子的果实。天然的单性结实：香蕉、无籽西瓜、葡萄刺激性单性结实：刺激（如生长素类、赤霉素类）第二十二页，共六十六页，2022年，8月28日什么时候的水果最好吃？第二十三页，共六十六页，2022年，8月28日2、呼吸骤变（Respiratoryclimacteric）（1）定义当果实成熟到一定程度时，呼吸速率首先降低，然后突然增高，最后又下降，此时果实便进入完全成熟期。这个呼吸高峰，便称为呼吸骤变。（2）骤变型果实与非骤变型果实骤变型果实：苹果、香蕉、梨、桃、番木瓜、芒果等非骤变型果实：橙、凤梨、葡萄、草莓、柠檬等。区别：

a:前者含有复杂的贮藏物质，在摘果后达到完全可食状态前，贮藏物质强烈水解，呼吸加强。

b:骤变型果实成熟比较迅速第二十四页，共六十六页，2022年，8月28日

引起呼吸骤变的原因是什么？第二十五页，共六十六页，2022年，8月28日第二十六页，共六十六页，2022年，8月28日

（3）呼吸骤变是由于果实中产生乙烯的结果。乙烯可增加果皮细胞的透性，加强内部氧化过程，促进果实的呼吸作用，加速果实成熟。（4）后熟作用呼吸骤变期间果实内部的变化是果实的后熟作用。呼吸骤变的出现，标志着果实成熟达到了可食的程度。（5）实践意义人工催熟，促进棉铃吐絮，延迟果实成熟等。第二十七页，共六十六页，2022年，8月28日华番一号利用基因工程技术构建反义乙烯形成酶（EFE）基因载体，通过农杆菌Ti质粒介导转化，获得转基因番茄植株。可贮藏40－50天，较对照延长贮藏期20－30天。第二十八页，共六十六页，2022年，8月28日3、肉质果实成熟时色、香、味的变化（1）果实变甜淀粉可溶性糖。（2）酸味减少有机酸含量下降。（3）涩味消失单宁被氧化或凝结成不溶于水的胶状物质。第二十九页，共六十六页，2022年，8月28日3、肉质果实成熟时色、香、味的变化（4）香味产生产生一些具有香味的物质。主要是酯类。（5）由硬变软果胶质变为可溶性的果胶；果肉细胞中淀粉粒消失。（6）色泽变艳叶绿素破坏，类胡萝卜素仍较多；形成花色素。

（7）维生素含量升高第三十页，共六十六页，2022年，8月28日4、果实成熟时蛋白质和激素的变化（1）蛋白质含量上升（2）激素变化开花与幼果生长时期：生长素、赤霉素、细胞分裂素含量增高。苹果果实成熟时：乙烯含量达到高峰。葡萄、柑橘成熟时：脱落酸含量最高。第三十一页，共六十六页，2022年，8月28日

第二节种子和延存器官的休眠植物的休眠：植物在个体发育过程中生长和代谢均暂时极不活跃的现象强迫性休眠：环境因素生理性休眠：植物自身因素第三十二页，共六十六页，2022年，8月28日一、种子休眠的原因和破除种子的休眠：种子成熟后，即使在适宜的外界条件下仍不能萌发的现象。1、种皮限制2、种子未完成后熟3、胚未完全发育4、抑制物质存在

第三十三页，共六十六页，2022年，8月28日1、种皮限制种皮不透水：苜蓿、紫云英（豆科、藜科、锦葵科）种皮不透气：椴树种子种皮太硬：苋菜种子、核果类处理方式：

物理：机械方法擦破种皮

化学：98%硫酸处理皂荚种子1小时，清水洗净后40℃温水泡86小时第三十四页，共六十六页，2022年，8月28日第三十五页，共六十六页，2022年，8月28日2、种子未完成后熟第三十六页，共六十六页，2022年，8月28日第三十七页，共六十六页，2022年，8月28日表胚休眠种子休眠解除所需层积条件第三十八页，共六十六页，2022年，8月28日3、胚未完全成熟第三十九页，共六十六页，2022年，8月28日第四十页，共六十六页，2022年，8月28日(a)刚收获的(b)湿土中贮藏6个月第四十一页，共六十六页，2022年，8月28日4、抑制物质存在第四十二页，共六十六页，2022年，8月28日不同作物含有的不同发芽抑制物质玫瑰果皮、种皮、蔷薇果ABA桃种子ABA花生叶、种子ABA大麦小麦果实醛类油菜果皮芥子油番茄果汁咖啡酸、阿魏酸棉花棉铃ABA柠檬——柠檬醛第四十三页，共六十六页，2022年，8月28日二、延存器官休眠的打破和延长第四十四页，共六十六页，2022年，8月28日延长休眠期品种选育药剂调控青鲜素抑制小麦种子发芽抑萌剂减少穗发芽催熟剂、乙烯利促进种子成熟，降低穗发芽马铃薯和大蒜一起贮藏减少发芽环境因素高温、低湿、缺氧，休眠期延长第四十五页，共六十六页，2022年，8月28日缩短和解除休眠品种选育种子处理（根据休眠的特点对症下药）机械方法处理：切割、针刺、去壳等物理方法处理：干燥处理、层积处理化学物质处理赤霉素、细胞分裂素、乙烯氧化剂，呼吸抑制剂等环境调节根据发芽需要条件给予适宜的温度、湿度、光照条件使其萌发第四十六页，共六十六页，2022年，8月28日第十章植物的成熟和衰老生理第一节种子和果实的成熟第二节种子和延存器官的休眠第三节衰老第四节植物器官的脱落第四十七页，共六十六页，2022年，8月28日第三节衰老一、植物的衰老定义：指一个器官或整个植株生理功能逐渐恶化，最终自然死亡的过程。二、衰老时的生理、生化变化植物在衰老过程中，其外部表现为生长速率下降、叶色发黄，同时在其内部也发生了一系列生理生化变化，主要表现为：第四十八页，共六十六页，2022年，8月28日二、衰老时的生理、生化变化⒈光合色素丧失叶绿素含量不断下降，叶绿素a/b比值减小，最后导致光合能力丧失。⒉核酸的变化

RNA总量下降，尤其是rRNA的减少最为明显。DNA含量也下降，但下降速率较RNA小。⒊蛋白质的变化蛋白质分解超过合成，游离氨基酸积累。核糖核酸酶、蛋白酶、酯酶、纤维素酶的含量或活性增加。第四十九页，共六十六页，2022年，8月28日二、衰老时的生理、生化变化⒋呼吸作用异常呼吸速率先下降、后上升，又迅速下降，但降低速率比光合速率降低的慢。⒌激素变化促进生长的植物激素如IAA、CTK、GA等含量减少，而诱导衰老的植物激素ABA和Eth含量升高。⒍细胞结构的变化膜结构破坏，膜选择透性丧失，细胞由于自溶而解体。第五十页，共六十六页，2022年，8月28日三、影响衰老的外界条件1、光：光能延缓叶片的衰老。2、温度：低温和高温都会加快叶片衰老。3、水分：干旱促使叶片衰老，加速蛋白质降解和提高呼吸速率，叶绿体片层结构破坏，光合磷酸化受抑制，光合速率下降。4、营养：营养缺乏导致叶片衰老。第五十一页，共六十六页，2022年，8月28日四、植物衰老的原因1、营养亏缺理论生殖器官是一个很大的“库”，垄断了植株营养的分配，聚集了营养器官的养料,引起植物营养体的衰老。

但此理论不能解释下列问题:⑴即使供给已开花结实植株充分养料，也无法使植株免于衰老。⑵雌雄异株的大麻和菠菜，在雄株开雄花后,不能结实，谈不上积累营养体养分，但雄株仍然衰老死亡。第五十二页，共六十六页，2022年，8月28日2、植物激素调控理论

植物营养生长时，根系合成的细胞分裂素运到叶片，促使蛋白质合成，推迟植株衰老。

但是植株开花、结实时⑴根系合成的CTK数量减少，叶片得不到足够的CTK；⑵花和果实内CTK含量增大，成为植株代谢旺盛的生长中心，促使叶片的养料运向果实，这就是叶片缺乏CTK导致衰老的原因。

另一种解释是花或种子中形成促进衰老的激素（脱落酸和乙烯），运到植株营养体所致。第五十三页，共六十六页，2022年，8月28日3.活性氧伤害理论衰老时自由基生成增多，而清除降低，导致衰老第五十四页，共六十六页，2022年，8月28日第四节植物器官的脱落一、器官脱落定义：指植物细胞组织或器官与植物体分离的过程。脱落形式：正常脱落、胁迫脱落、生理脱落二、环境因子对脱落的影响

（1）温度：高温、低温都易引起脱落。（2）水分：干旱、水涝都易引起脱落。（3）光照：日照缩短是落叶树秋季落叶的信号之一。如路灯下的植株，因路灯延长光照时间，不落叶或落叶较晚。强光抑制或延缓脱落。第五十五页，共六十六页，2022年，8月28日三、脱落的解剖学和生理基础（1）离层与脱落

离区：指分布在叶柄、花柄、果柄等基部一段区域中经横向分裂而形成的几层细胞。

离层：脱落的过程是水解离区的细胞壁和中胶层，使细胞分离，成为离层。促使细胞壁物质的合成和沉积，保护分离的断面，形成保护层。离层细胞分离后，叶柄只靠维管束与枝条连接，在重力或风的压力下，维管束易折断。

第五十六页，共六十六页，2022年，8月28日第五十七页，共六十六页，2022年，8月28日（2）与脱落有关的酶纤维素酶：定位在离层，乙烯和脱落酸促进该酶活性。果胶酶：果胶是中胶层的主要成分。乙烯促进果胶酶活性。第五十八页，共六十六页，2022年，8月28日（3）离层形成与生长素的关系生长素梯度学说：决定脱落的不是生长素绝对含量，而是相对浓度，即离层两侧生长素浓度梯度起着调节脱落的作用。当远基端浓度高于近基端时，器官不脱落；当两端浓度差异小或不存在时，器官脱落；当远基端浓度低于近基端时，加速脱落。第五十九页，共六十六页，2022年，8月28日第六十页，共六十六页，2022年，8月28日

离层细胞活动受多种激素影响⒈脱落酸：叶片接近脱落时，脱落酸含量最高。脱落酸促进脱落的原因：1）脱落酸能促进分解细胞壁的酶的分泌2）能抑制叶柄内生长素的传导

短日照有利于脱落酸的合成，所以短日照是叶片脱落的环境信号。⒉乙烯：乙烯释放量增多，会促进